52
ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ НА КОЭФФИЦИЕНТ
МАССООТДАЧИ В АБСОРБЕРЕ С ШАРОВОЙ НАСАДКОЙ
Шодиева С.Х., Нигмаджанов С.К., Дубовицкая Н.С., Нурмухамедов Х.С.
ТХТИ
Способ аммонизации очищенного рассола в производстве кальцинированной соды
аммиачным способом, включающий насыщение рассола газообразным аммиаком,
подаваемым противотоком к очищенному рассолу, с
дальнейшим охлаждением
полученной суспензий в трубчато-решетчатой насадке описан во многих источниках,
касающихся производства кальцинированной соды [1].
Известно несколько вариантов исполнения технологической схемы абсорбции аммиака
рассолом. Известные схемы отличаются способом охлаждения газовых и жидкостных
потоков. На некоторых предприятиях применяют многоступенчатое промежуточное
охлаждение газовой фазы. В большинстве случаев аммонизированный рассол охлаждают
либо непосредственно в
процессе абсорбции, либо с выводом рассола из абсорбера для
промежуточного охлаждения в специальном холодильнике.
Существует несколько вариантов охлаждения газа и жидкости:
1. Охлаждение аммонизированного рассола после АБ-1 и после АБ-2 (выносные
холодильники)
2. Охлаждение только газового потока на трех нижних тарелках абсорбера с отводом
конденсата.
3. Охлаждение жидкостного потока после АБ-1 и газового после АБ-2 с отводом
конденсата.
4. Охлаждение после АБ-1 жидкостного потока и одновременное охлаждение газового
и жидкостного потока АБ-2 за счет прямотока в аппарате с колосниковой насадкой.
5. Охлаждение АБ-2 жидкостного и газового потока на противоточных трубно-
решетчатых тарелках.
Обычно в конструкциях абсорберов АБ-1 и АБ-2 применяются барботажные тарелки с
одним или несколькими колпачками. На одноколпачковой тарелке глубина барботажа 250-
400 мм [2]. Эти тарелки хорошо зарекомендовали себя. В АБ-1 – четыре тарелки с глубиной
барботажа (сверху вниз) 250, 250, 250 и 400 мм, а в АБ-2 –
одна тарелка с глубиной
барботажа 400 мм.
В аппарате АБ-2 протекает абсорбция и одновременно отводится выделяющееся при
этом тепло. Аппарат состоит из семи чугунных царг. Общая высота аппарата около 12 м.
Верхние 22 царги служат для абсорбции. Нижние 9 царг являются холодильниками. В
каждой из них с противоположных сторон имеются прямоугольные окна 7 с фланцами, к
которым прикреплены трубные решетки 5, служащие для монтажа холодильных трубок 3
диаметром 51х2 мм и длиной 2200 мм. Трубы выполнены из легированного чугуна.
Противоточный абсорбер представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат,
оснащенный распределительным устройством, противоточными
решетчатыми тарелками,
противоточными трубно-решетчатыми и перераспределительной тарелками. Верхняя часть
абсорбера снабжена четырьмя противоточными решетчатыми тарелками со свободным
сечением 0,15-0,25 м
2
/м
2
(15-25%) и одной типовой распределительной тарелкой,
предназначенной для равномерного распределения жидкости по всему сечению аппарата.
Интенсификация процесса достигается за счет увеличения поверхности в результате
повышения
скоростей потоков, а также более интенсивного отвода тепла из зоны
газожидкостного контакта, что способствует повышению движущих сил абсорбции в
результате снижения равновесного давления паров компонентов.
На рис.1 приводится зависимость коэффициента массоотдачи от скорости газа в виде
графика функции β=f(Re)
для насадки, как с неподвижным, так и для предлагаемого
подвижного слоя.
53
Рис. 1. Зависимость коэффициент массоотдачи от скорости газа
при абсорбции аммиака очищенным рассолом.
1 – шаровая неподвижная насадка; 2 – подвижная
насадка
с диаметром шаров d
1
=30 мм; 3 – подвижная насадка с
диаметром шаров d
2
=20 мм.
Из графика видно, что функция возрастающая во всех случаях процесса массоотдачи.
При значении скорости газа с неподвижной насадкой Re=11280 величина коэффициента
массоотдачи составит β=0,0025 кмоль/м
2
∙ч∙кПа. При достижении
скорости газа до числа
Рейнольдса Re=18450 значение коэффициента массоотдачи β=0,0038 кмоль/м
2
∙ч∙кПа, и,
наконец, при значении числа Рейнольдса Re=29000 массоотдача составит β=0,0054
кмоль/м
2
∙ч∙кПа.
В случае применения подвижного слоя шаровой насадки с диаметром шаров d
1
=30 мм
при достижении скорости газа Re=11280, коэффициент массоотдачи соответствует β=0,0029
кмоль/м
2
∙ч∙кПа, при Re=18450 процесс сопровождается с массоотдачей β=0,0044
кмоль/м
2
∙ч∙кПа, и, наконец, при Re=29000 массоотдача составит β=0,0062 кмоль/м
2
∙ч∙кПа.
Таким образом, интенсивность массоотдачи по сравнению с неподвижным слоем возрастает
в 1,15 раз.
При увеличении поверхности контакта фаз за счет использования подвижного слоя
шаровой насадки с диаметром шаров d
2
=20 мм интенсивность массоотдачи возрастает
практически на 10%. Так, при Re=24150, d
1
=30 мм коэффициент массотдачи составит
β=0,0053 кмоль/м
2
∙ч∙кПа, а при d
2
=20 мм значение β=0,0056 кмоль/м
2
∙ч∙кПа. По сравнению с
неподвижным слоем насадки показатель интенсивности процесса массоотдачи увеличится
более чем в 1,2 раза.
Следовательно, при значении Re=13180 в колонне с неподвижной
насадкой β=0,003 кмоль/м
2
∙ч∙кПа, а в случае с подвижной насадкой и диаметром шаров d
2
=20
мм значение β=0,0037 кмоль/м
2
∙ч∙кПа.
Do'stlaringiz bilan baham: 
